光集成電路材料將有望使通信設備小型化

　　現代通信系統通常利用光導纖維在設備內部或者設備之間傳遞信號。這些設備中的集成光路將多種功能結合進單個電路中。不過，信號傳遞需要長的光導纖維，從而使設備很難小型化。為解決這一問題，科學家開始測試平面型波導，而非長的光導纖維。

　　在美國物理學會（AIP）出版集團所屬《應用物理學雜志》上，英國利茲大學科研人員報告了針對一種玻璃的激光輔助研究。該研究展示了其作為一種寬帶平面波導放大器材料的前景。這種材料通過將一類由鋅、鈉、碲制成的玻璃和稀土元素鉺摻雜在一起獲得。摻雜了鉺的波導放大器本身已經受到關注，因為鉺的電子躍遷發生在通信技術的標準波長1.5微米上。

　　平面型波導引導光線沿著單一幾何平面傳播。研究人員采用了一種被稱為超快激光等離子體摻雜的技術。該技術利用超快激光器將鉺離子作為薄膜融入二氧化硅襯底。研究人員將高強度激光器瞄準摻雜了鉺的玻璃表面。這會炸出一個微小的坑，并且產生由噴射材料羽流形成的薄膜。

　　薄膜形成過程產生的測量結果聚焦這種玻璃的消融閾值。這個量描述了利用強激光輻照將原子或分子分離所需的最小能量。研究人員確定了這個系統的消融閾值如何受到激光束半徑、激光脈沖數量以及鉺離子摻雜劑濃度的影響。

　　他們發現，消融閾值并不取決于制造設備所需的鉺離子的低摻雜濃度。論文作者Thomas Mann表示，盡管該研究完全關注的是將鉺離子作為摻雜劑，但“相關結果可適用于經過超快激光器處理的其他介質材料”。

　　研究人員還分析了在玻璃中爆炸形成的小坑形狀和特征。理解制造過程中產生的小坑的形態學，對于控制諸如有孔性、表面積以及材料散射或者吸收光線的能力等屬性非常重要。